第6章工厂供电系统的过电流保护

第6章工厂供电系统的过电流保护内容摘要：

投资少、运行维护方便、 二次回路简单可靠 交流操作电源供电的继电保护装置主要有两种操作方式： 直接动作式 、 “去分流跳闸”的操作方式 52 直接动作式 “ 去分流跳闸 ” 的操作方式 53 带时限的过电流保护 带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有 定时限过电流保护 和 反时限过电流保护 两种。 定时限就是保护装置的动作时限是按预先整定的 动作时间固定不变的，与短路电流大小无关；而反时限就是保护装置的动作时限原先是按 10倍动作电流来整定的，而实际的 动作时间则与短路电流呈反比关系变化 ，短路电流越大，动作时间越短。 54 定时限过电流保护装置的组成和原理 55 反时限过电流保护装置的组成和原理 反时限过电流保护装置由 GL型感应式电流继电器组成，其原理如图所示。 56 3 、过电流保护动作电流的整定 动作电流的整定必须满足下面两个条件。 (2) 保护装置的返回电流 Ire也应该躲过线路的最大负荷电流 ，以保证保护装置在外部故障部分切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。 (1) 线路通过最大负荷电流 (包括正常过负荷电流和尖峰电流 )时保护装置不应起动，动作电流必须躲过 (大于 )线路的最大负荷电流。 57 （ a） 电路 （ b） 定时限 （ c） 反时限 58 过电流保护动作整定公式： L . m a xr e l wopr e iKKIIKKKrel—— 保护装置的可靠系数 Kw—— 保护装置的接线系数 —— 线路的最大负荷电流 (含尖峰电流 ) Ki —— 电流互感器的变比 Kw —— 保护装置的接线系数 如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器作过电流保护，则脱扣器动作电流应按下式整定 r e l wo p L . m a xiKKIIKKrel—— 脱扣器的可靠系数，可取 2～ ，这里已考虑了 脱扣器的返回系数。 59 过电流保护动作时限的整定 为了保证前后两级保护装置动作的选择性，过电流保护装置的动作时间 (也称动作时限 )，应按“阶梯原则”进行整定。 对于定时限过电流保护，可取 Δt= ；对于反时限过电流保护，可取 Δt=。 定时限过电流保护的动作时限，利用时间继电器（ＤＳ）型来整定 反时限过电流保护的动作时限，由于ＧＬ型电流继电器的时限调节机构是按“ 10倍动作电流的动作时限”来标度的因此要根据前后两级保护的ＧＬ型继电器的动作特性曲线来整定 60 — 被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流 过电流保护的灵敏度校验 按规定过电流保护的灵敏系数必须满足的条件为 ( 2 )w k . m inpi op1. 5KIS KI(2)Ki —— 电流互感器的变比 Kw —— 保护装置的接线系数 Iop —— 保护装置动作电流 当过电流保护作后备保护时，可以取 Sp≥。 61 低电压闭锁的过电流保护 过电流保护的动作电流的整定计算公式为 r e l wo p 3 0r e iKKIIKKKrel—— 保护装置的可靠系数 Kw—— 保护装置的接线系数 Ki —— 电流互感器的变比 Kw —— 保护装置的接线系数 62 低电压继电器的动作电压按躲过母线正常最低工作电压 Umin来整定，当然，其返回电压也应躲过 Umin，也就是说，低电压继电器在 Umin时不动作，只有在母线电压低于 Umin时才动作。 因此低电压继电器动作电压的整定计算公式为 Nm inopr e l r e ( )uuUUUK K K K式中 Umin—— 母线最低工作电压，取 (～ )UN Krel—— 保护装置的可靠系数，可取 ； Kre—— 低电压继电器的返回系数，可取 ； Ku—— 电压互感器的变压比。 63 定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较 反时限过电流保护的 优点 是：继电器的数量大为减少，故其接线简单，只用一套 GL系列继电器就可实现不带时限的电流速断保护和带时限的过电流保护。 由于 GL继电器触点容量大，因此可直接接通断路器的跳闸线圈，而且适于交流操作。 其 缺点 是：动作时间的整定和配合比较麻烦，而且误差较大，尤其是瞬动部分，难以进行配合；且当短路电流较小时，其动作时间可能很长，延长了故障持续时间。 定时限过电流保护的 优点 是：动作时间较为准确，容易整定，误差小。 其 缺点 是：所用继电器的数目比较多，因此接线较为复杂，继电器触点容量较小，需直流操作电源，投资较大。 此外，靠近电源处定时限过电流保护动作时间较长，而此时的短路电流又较大，故对设备的危害较大。 64 带时限的过电流保护装置中，为了保证动作的选择性，其保护装置整定时限必须逐级增加一个Δt ，这样，越靠近电源处，动作时限越长，而短路电流越大，对电力系统危害越严重。 因此一般规定，当过电流保护的动作时限超过 ～ ，应该装设电流速断保护，以保证本段线路的短路故障部分能迅速地被切除。 65 1) 电流速断保护的组成及速断电流的整定 66 电流速断保护实际上就是一种瞬时动作的过电流保护。 其动作时限仅仅为继电器本身的固有动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来实现。 GL型电流继电器 :既可完成反时限过电流保护，又可完成电流速断保护 为了保证保护装置动作的选择性，电流速断保护的动作电流 (即速断电流 )Iqb，应按躲过它所保护线路末端的最大短路电流 (即三相短路电流 )。 67 —— 前一级保护应躲过的最大短路电流 Iqb1—— 前一级保护整定的一次动作电流 电流速断保护动作电流 (速断电流 )的整定计算公式为 r e l wq b k . m a xiKKIIKKrel—— 可靠系数，对 DL型继电器，取 ～；对 GL型继电器，取 ～；对脱扣器，取 ～ 2。 68 2) 电流速断保护的 “ 死区 ” 及其弥补 3) 电流速断保护的灵敏度 有选择性的单相接地保护 整定计算公式 ( ) 30 ~ op O LiIIKKi为电流互感器的变流比。 动作时间一般取 10～ 15秒 69 电力变压器的继电保护 本节主要内容 一、 常见故障类型、不正常工作状态及其保护方式 二、 变压器的电流和电压保护 三、 变压器的瓦斯保护 四、 变压器的差动保护 70 一、 常见故障类型、不正常工作状态及其保护方式 常见故障类型 ★ 不正常工作状态 相应的保护方式 二、变压器的电流和电压保护 电流速断保护 过电流保护 ★ 复合电压启动的过电流保护 ★ ★ 变压器的过负荷保护 71 三、变压器的瓦斯保护 瓦斯继电器的结构和基本原理 ★ 瓦斯保护的运行与接线 ★ 四、 变压器的差动保护 纵联差动保护的工作原理 ★ 变压器差动保护中不平衡电流产生原因及抑制措施 （ 5点） ★ ★ BCH2型继电器的结构与工作原理 ★ 差动保护 整定计算 72 故障类型 内部故障 ：指油箱内的短路故障 变压器绕组的相间短路 包括 变压器绕组的匝间短路 中性点接地侧的单相接地短路 外部故障 ：指油箱外引出线的短路故障 相间短路 单相接地短路 73 不正常工作状态 外部短路引起的过电流 过电压 过负荷 油面降低 油温过高等 74 保护方式 瓦斯保护 纵联差动保护 电流速断保护 定时限过电流保护 过负荷保护 单相接地保护： 零序电流保护 过励磁保护 主保护 选其一 轻瓦斯：动作于告警信号 重瓦斯：动作于跳闸 后备保护： 辅助保护 （气体保护） 75 车间变 6～ 10/， 容量 1000kVA左右，主保护采用 电流速断保护和瓦斯保护 1。 动作电流整定 保护装置动作电流： 躲过变压器二次侧母线上最大三相 短路电流归算 至一次侧的值 )( m a x321  kr e lop IKI —— 可靠系数 ，一般 DL取 ～ ，。